Bacteriile sunt organisme microscopice, unicelulare, care prospera în medii diverse. Aceste organisme pot trăi în sol, ocean și în interiorul intestinului uman.
Relația oamenilor cu bacteriile este complexă. Uneori, bacteriile ne oferă o mână de ajutor, cum ar fi prin căderea laptelui în iaurt sau ajutând digestia noastră. În alte cazuri, bacteriile sunt distructive, provocând boli precum pneumonia și rezistente la meticilină Staphylococcus aureus (MRSA).
Structura
Bacteriile (singular: bacteria) sunt clasificate ca procariote, care sunt organisme unicelulare, cu o structură internă simplă, care nu are nucleu și conțin ADN care fie plutește liber într-o masă răsucită, sub formă de fir, numită nucleoid sau separat; bucăți circulare numite plasmide. Ribozomii sunt unitățile sferice din celula bacteriană unde proteine sunt asamblate din aminoacizi individuali folosind informațiile codificate în ARN ribozomal.
Celulele bacteriene sunt în general înconjurate de două acoperiri de protecție: un perete celular exterior și o membrană a celulelor interioare. Anumite bacterii, cum ar fi micoplasmele, nu au deloc un perete celular. Unele bacterii pot avea chiar și un al treilea strat protector, cel mai exterior numit capsulă. Extensiile asemănătoare cu vasele acoperă adesea suprafețele bacteriilor - cele lungi numite flagelele sau cele scurte numite pili - care ajută bacteriile să se miște și să se atașeze de o gazdă.
Clasificare
Câteva criterii diferite sunt utilizate pentru clasificarea bacteriilor. Organismele se pot distinge prin natura pereților lor celulari, prin forma lor sau prin diferențele de machiaj genetic.
Pata Gram este un test folosit pentru a identifica bacteriile prin compoziția pereților lor celulari, numit pentru Hans Christian Gram, care a dezvoltat tehnica în 1884. Testul colora bacteriile Gram-pozitive sau bacteriile care nu au o membrană exterioară. Bacteriile gram-negative nu ridică pata. De exemplu, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), care provoacă pneumonie, este o bacterie Gram-pozitivă, dar Escherichia coli (E coli) și Vibrio cholerae, care provoacă holera, sunt bacteriile Gram-negative.
Există trei forme bacteriene de bază: bacterii rotunde numite cocci (singular: coccus), cilindrice, în formă de capsulă, cunoscute sub numele de bacili (singular: bacil); și bacterii spirală, numite în mod corespunzător spirilla (singular: spirillum). Formele și configurațiile bacteriilor sunt adesea reflectate în numele lor. De exemplu, laptele curdling Lactobacillus acidophilus sunt bacili și cauzează pneumonia S. pneumoniae sunt un lanț de cocci. Unele bacterii iau alte forme, cum ar fi stalked, pătrat sau stea.
Reproducere
Majoritatea bacteriilor se înmulțesc printr-un proces numit fisiune binară, conform Colegiului Universității de Agricultură și Științele Vieții din Cornell. În acest proces, o singură celulă bacteriană, numită „părinte”, face o copie a ADN-ului său și crește mai mult prin dublarea conținutului său celular. Celula apoi se desparte, împingând materialul duplicat și creând două celule „fiice” identice.
Unele specii bacteriene, cum ar fi cianobacteriile și firmicutele, se reproduc prin înmugurire. În acest caz, celula fiică crește ca o afecțiune a părintelui. Începe ca un nub mic, crește până când are aceeași dimensiune ca părintele său și se desparte.
ADN-ul găsit la părinți și descendenți după fisiunea sau înflorirea binară este exact același. Prin urmare, celulele bacteriene introduc variații în materialul lor genetic prin integrarea ADN-ului suplimentar, adesea din împrejurimile lor, în genomul lor. Acesta este cunoscut sub numele de transfer de gene orizontal; variația genetică rezultată asigură că bacteriile se pot adapta și supraviețui pe măsură ce mediul lor se schimbă.
Există trei moduri de transfer de gene orizontal: transformarea, transducția și conjugarea.
Transformarea este cel mai frecvent proces de transfer de gene orizontal și are loc atunci când se schimbă fragmente scurte de ADN între donatori și receptori. Transductia, care apare de obicei numai între bacteriile strâns legate, impune donatorului și primitorului să transfere ADN-ul prin împărtășirea receptorilor de suprafață celulară. Conjugarea necesită un contact fizic între pereții celulari ai bacteriilor; ADN-ul se transferă de la celula donatoare la destinatar. Prin conjugare, o celulă bacteriană poate transfera ADN în celule eucariote (organisme multicelulare). Conjugarea ajută la răspândirea genelor cu rezistență la antibiotice.
Bacterii în sănătatea și bolile umane
Bacteriile pot fi benefice, precum și dăunătoare pentru sănătatea umană. Bacteriile comensale sau „prietenoase”, împărtășesc spațiul și resursele din corpul nostru și tind să fie utile. Există de aproximativ 10 ori mai multe celule microbiene decât celulele umane din corpul nostru; cel mai mare număr de specii microbiene se găsește în intestin, potrivit articolului din 2012 al microbiologului David A. Relman în Nature.
Intestinul uman este un cadru confortabil pentru bacterii, cu o mulțime de nutrienți disponibili pentru sustinerea lor. Într-un articol de recenzie din 2014 publicat în American Journal of Gastroenterology, autorii menționează că bacteriile intestinale și alte microorganisme, cum ar fi tulpinile de ajutor E coli și streptococ, ajută la digestie, stopează colonizarea de agenți patogeni dăunători și ajută la dezvoltarea sistemului imunitar. Mai mult, perturbarea bacteriilor intestinale a fost legată de anumite afecțiuni ale bolii. De exemplu, pacienții cu boala Crohn au un răspuns imun crescut la bacteriile intestinale, potrivit unui review din 2003 publicat în revista The Lancet.
Alte bacterii pot provoca infecții. Mai multe bacterii - variind de la așa-numitul grup A streptococ, Clostridium perfringens (C. perfringens), E coli și S. aureus poate provoca o infecție rară, dar severă a țesuturilor moi numită fasciită necrotizantă (uneori numită bacterii care consumă carne). Conform Centrelor de Control și Prevenire a Bolilor (CDC), această infecție afectează țesuturile din jurul mușchilor, nervilor, grăsimilor și vaselor de sânge; poate fi tratat, mai ales când este prins mai devreme.
Rezistență la antibiotic
Antibioticele sunt utilizate de obicei pentru tratarea infecțiilor bacteriene. Cu toate acestea, în ultimii ani, utilizarea necorespunzătoare și inutilă a antibioticelor a promovat răspândirea mai multor tulpini de bacterii rezistente la antibiotice.
În cazurile de rezistență la antibiotice, bacteriile infecțioase nu mai sunt susceptibile la antibiotice anterior eficiente. Conform CDC, cel puțin 2 milioane de oameni din S.U.A. sunt infectați cu bacterii rezistente la antibiotice în fiecare an, ceea ce duce la moartea a cel puțin 23.000 de oameni.
„Aproape orice infecție despre care te poți gândi acum a fost identificată ca fiind asociată cu un anumit nivel de rezistență”, a spus dr. Christopher Crnich, medic cu boli infecțioase și epidemiolog spital la Universitatea din Wisconsin Spitale și Spitalul de Afaceri Veteranii Madison. „Există foarte puține infecții pe care le tratăm acum în cazul în care infecțiile cauzate de bacterii rezistente nu reprezintă o problemă clinică”.
MRSA, de exemplu, este una dintre cele mai notorii tulpini bacteriene rezistente la antibiotice; rezistă la meticilină și la alte antibiotice utilizate pentru a trata Stafilococ infecții, care sunt dobândite în principal prin contactul cu pielea. Infecțiile cu MRSA apar în medii de îngrijire a sănătății, cum ar fi spitale și cămine, unde poate duce la pneumonie sau infecții ale fluxului sanguin. De asemenea, MRSA se răspândește în comunitate, în special în situațiile în care există o mulțime de piele expusă, un alt contact fizic și utilizarea echipamentului comun - de exemplu, în rândul sportivilor, în saloanele de tatuaje și în centrele de zi și școli. MRSA dobândită în comunitate provoacă cel mai adesea infecții grave ale pielii.
O fațetă importantă a combaterii rezistenței la antibiotice este de a fi atenți la utilizarea lor. "Este atât de important pentru noi să folosim antibioticele în mod inteligent", a spus Crnich pentru LiveScience. „Vrei să folosești un antibiotic doar atunci când ai o infecție bacteriană clar.”
Acest articol a fost actualizat pe 25 aprilie 2019, de Rachel Ross, colaboratorul Live Science.
